探討如何提高寬厚板成材率的途徑

鄧飛翔

摘要：寬厚板成材率是反映寬厚板廠設(shè)備水平、人員操作和綜合管理水平的重要指標(biāo)，提高鋼板成材率也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、提升管理水平的重要措施。

關(guān)鍵詞：寬厚板;成材率;途徑

中圖分類號(hào)：X701

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

成材率的高低直接決定企業(yè)生產(chǎn)成本的高低，提高成材率就意味著降低鋼坯消耗，減少?gòu)U次品。影響寬厚板成材率的因素是多方面的，在生產(chǎn)技術(shù)方面主要是品種結(jié)構(gòu)、切損率、廢品率以及燒損。企業(yè)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和管理改進(jìn)。

某寬厚板生產(chǎn)線于2013年9月投產(chǎn)，該精品板材生產(chǎn)線是戰(zhàn)略發(fā)展的精品生產(chǎn)線之一，采用了目前世界領(lǐng)先的設(shè)備和工藝技術(shù)。整條生產(chǎn)線由：鐵水預(yù)處理、LF精煉爐、RH精煉爐、連鑄機(jī)、加熱爐、單機(jī)架可逆5000mm軋機(jī)、步進(jìn)式冷床、溫矯直機(jī)、精整剪切系統(tǒng)、超聲波探傷、強(qiáng)力冷矯直機(jī)組成，全線采用了三級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。為更加有效地提高成材率，某寬厚板廠做了許多深入細(xì)致的工作。

1影響成材率的因素分析

1.1坯料設(shè)計(jì)

寬厚板產(chǎn)品規(guī)格多，因此產(chǎn)品的坯料設(shè)計(jì)必須滿足多品種、小批量、多張成品“子板”組合在一塊板坯上的特點(diǎn)。寬板廠最大軋制寬度4850mm，寬度2200mm以下寬度鋼板寬度倍尺生產(chǎn)對(duì)成果材料提升效果顯著。生產(chǎn)廠可以結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)計(jì)算的方法來(lái)確定坯料的設(shè)計(jì)，做到少浪費(fèi)，不浪費(fèi)。

1.2燒損

燒損是鋼坯在高溫狀態(tài)下的氧化損失，它包括鋼坯在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的氧化鐵皮和軋制過(guò)程中形成的二次氧化鐵皮。而對(duì)成材率影響較大的是前者，據(jù)資料介紹，寬厚板生產(chǎn)的燒損量在1%～2%。燒損與加熱溫度、加熱時(shí)間，特別是在高溫條件下（加熱段和均熱段）的停留時(shí)間、爐內(nèi)氣氛有關(guān)。實(shí)踐證明：加熱溫度愈高。在高溫下停留時(shí)間愈長(zhǎng)，爐內(nèi)氧化氣氛愈濃，氧化鐵皮越厚，燒損越大，一般來(lái)說(shuō)，在低溫階段加熱時(shí)，氧化鐵皮較少，當(dāng)加熱溫度超過(guò)850～900℃時(shí)，氧化鐵皮產(chǎn)生加快，溫度超過(guò)1200℃時(shí)氧化鐵皮急劇增加。此外，邯鋼中板廠220mm厚度坯料冷坯多，與180mm厚度坯料交叉生產(chǎn)時(shí)，爐機(jī)能力不匹配，造成待溫時(shí)間較長(zhǎng)。因此，根據(jù)生產(chǎn)品種的化學(xué)成分，坯料規(guī)格，制定合理的加熱工藝制度和裝鋼制度，將坯料的加熱溫度嚴(yán)格地控制在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)在保證加熱質(zhì)量的前提下，縮短加熱時(shí)間是減少燒損的有效途經(jīng)。

1.3切損

切損包括切頭、切尾、切邊及由于鋼板局部質(zhì)量不合格而必須切除的金屬料損失。切損是影響寬厚板成材率的主要因素。軋后毛板的平面形狀與切損量的多少密切相關(guān)，而軋后平面形狀不良造成的成材率損失在5%～6%左右。同時(shí)，為滿足鋼板寬度尺寸的晉級(jí)，不適量的切邊也是導(dǎo)致成材率損失的因素。

2主要措施

2.1鑄機(jī)方面

（1）鑄坯切割定尺合格率的提高。1）嚴(yán)格控制鋼水中的易偏析元素的含量，對(duì)特殊要求的品種鋼（如探傷鋼板）進(jìn)行鐵水預(yù)脫硫，將硫含量控制在0.010%以下，w（Mn）/w（S）>25。2）嚴(yán)格控制鋼水過(guò)熱度，避免溫度大幅波動(dòng)，理想的過(guò)熱度范圍應(yīng)該控制在中碳鋼12～26℃、低碳鋼15～28℃之內(nèi)。3）控制和穩(wěn)定拉速，實(shí)現(xiàn)“恒速澆鑄”，既保證了生產(chǎn)組織和工藝的穩(wěn)定，又保證了二冷水供水的穩(wěn)定，減少液相穴的頻繁變化，減少板坯鼓肚，有效控制中心偏析和內(nèi)部裂紋等缺陷的發(fā)生。4）嚴(yán)格執(zhí)行鑄機(jī)開(kāi)口度和弧度測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)抓線下備品扇形段檢修質(zhì)量，要求各段輥?zhàn)娱_(kāi)口度值n≥n+1。輥?zhàn)幽p、彎曲變形≤1.0mm。按周期制定檢修計(jì)劃，每次檢修都要檢查扇形段特別是弧形段對(duì)弧精度，保證精度控制在0.5mm范圍之內(nèi)，強(qiáng)化設(shè)備日常維檢。

（2）開(kāi)發(fā)了鑄機(jī)動(dòng)態(tài)配水功能，提升鑄坯的質(zhì)量。1）運(yùn)用中包鋼水連續(xù)測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)，調(diào)整二冷水3—12區(qū)的水量，使過(guò)熱度在10～30℃范圍內(nèi)的鋼水在澆注過(guò)程中根據(jù)不同的過(guò)熱度，改變一、二冷設(shè)定參數(shù)，使得鑄坯液芯末端與輕壓下位置相匹配，保證輕壓下精度，從而提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。2）通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)定優(yōu)化電磁攪拌參數(shù)，以提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。3）對(duì)鑄坯搶溫下線，堆垛緩冷，均勻成份，消除夾雜聚集，進(jìn)一步提高探傷合格率。4）調(diào)整結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)，減輕鑄坯表面振痕。5）調(diào)整保護(hù)渣成份及性能指標(biāo)，解決鑄坯表面縱裂問(wèn)題，如大倒角結(jié)晶器使用，鑄坯角裂發(fā)生率降低10%。

2.2加熱爐控制方面

因工藝在爐時(shí)間不夠、工藝換輥、設(shè)備故障的原因的影響，軋機(jī)停軋時(shí)間較多，延長(zhǎng)了板坯在加熱爐的加熱時(shí)間，增加了氧化燒損。針對(duì)軋機(jī)停機(jī)的情況，制定出相應(yīng)的降溫保溫工藝制度，提前聯(lián)系確認(rèn)停軋時(shí)間，加熱爐采取保溫或降溫措施，減少加熱爐的氧化燒損，并根據(jù)鋼種和實(shí)際情況調(diào)整煤氣用量。由于使用混合煤氣加熱，現(xiàn)場(chǎng)熱值波動(dòng)較大，板坯加熱質(zhì)量受到一定影響，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，總結(jié)出不同熱值時(shí)對(duì)應(yīng)的空燃比設(shè)定，對(duì)崗位人員培訓(xùn)，提高板坯加熱質(zhì)量。通過(guò)過(guò)程管控，加熱爐的氧化燒損控制在0.7%左右。

2.3 軋機(jī)方面

提高軋機(jī)鋼板矩形度和尺寸控制精度是提高鋼板成材率最有效的手段：（1）目前軋制厚度同板差控制在0.15mm以內(nèi)，軋制厚度是按照國(guó)標(biāo)下限+0.3mm控制。（2）最大軋制寬度按照軋制計(jì)劃的寬度進(jìn)行控制，以減少鋼板寬度余量，增加鋼板長(zhǎng)度，避免鋼板出現(xiàn)長(zhǎng)度短尺。（3）加強(qiáng)軋制過(guò)程中推床的手動(dòng)對(duì)中，保證鋼板咬入時(shí)不歪斜，減小鋼板頭尾異形量。通過(guò)優(yōu)化PPO參數(shù)調(diào)整，確保軋件頭尾形狀控制，減少頭尾切除量。（4）通過(guò)大量測(cè)量鋼板實(shí)際尺寸，積累數(shù)據(jù)并和測(cè)寬儀和測(cè)厚儀進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)不同厚度下的儀表測(cè)量值和千分尺測(cè)量值的偏差，指導(dǎo)實(shí)際軋鋼操作，有效的保證的鋼板的尺寸在用戶訂貨公差范圍內(nèi)，指導(dǎo)技術(shù)人員進(jìn)一步優(yōu)化寬度和長(zhǎng)度切邊量，減少投料量，提高鋼板的綜合成材率。

2.4控制鋼板的軋制判廢

軋制鋼板非計(jì)劃和表面缺陷造成鋼板判廢，月均損失成材率0.5%，對(duì)成材率影響較大。建立軋制異常臺(tái)賬，對(duì)每起軋制異常跟蹤到位，分析解決措施，減少軋制異常。對(duì)中廢板坯回爐再軋制，減少中廢板判廢。

鋼板缺陷如表面裂紋、夾雜、重皮、異物壓入、邊部黑線、探傷不合、性能不合等都會(huì)造成鋼板判廢。表面裂紋主要來(lái)自鑄坯裂紋，可通過(guò)鑄坯火焰清理，減少裂紋發(fā)生。 鋼板局部裂紋通過(guò)磨光機(jī)修磨處理，減少裂紋判廢。鋼板表面夾雜判廢很高，夾雜主要來(lái)源于鑄坯，軋制過(guò)程中無(wú)法控制，需加強(qiáng)源頭把控。重皮和異物壓入通過(guò)把關(guān)鑄坯表面控制，做好清潔生產(chǎn)，軋制過(guò)程中控制好鐮刀彎和翹扣頭。邊部黑線通過(guò)使用大倒角坯料可明顯改善，提高寬度命中率和板形能有效降低邊部黑線。探傷通過(guò)改善鑄坯低倍質(zhì)量，優(yōu)化鋼板堆冷工藝有效改善。性能通過(guò)操作人員技能培訓(xùn)，提高工藝命中率改善。

2.5優(yōu)化計(jì)劃編排

計(jì)劃編排優(yōu)化的主要目的是根據(jù)輥型合理安排軋制鋼板的寬窄和厚薄以及不同的鋼種。根據(jù)輥型優(yōu)化軋制的原則，在軋制規(guī)格方面，換輥初期軋制相對(duì)窄和厚一點(diǎn)的規(guī)格，其后軋制薄且寬的鋼板規(guī)格，后期軋制窄而厚的鋼板規(guī)格;在軋制鋼種方面，換輥初期和后期一般軋制要求比較不太嚴(yán)格、普通的鋼種，在前中期一般可以軋制任何鋼種，中后期軋制的鋼種范圍比較窄。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，寬厚板廠從源頭鑄坯開(kāi)始對(duì)各鋼種、各斷面進(jìn)行跟蹤，逐步掌握各鋼種的收縮系數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化切割工藝，大大提高了板坯切割精度;從設(shè)備維護(hù)上確保設(shè)備精度，加大巡檢力度，為工藝控制打下更好的基礎(chǔ);在工藝制度環(huán)節(jié)嚴(yán)抓工序控制點(diǎn)，增強(qiáng)操作人員的責(zé)任心，進(jìn)而從寬度、厚度、板型三個(gè)方面提高軋制精度，顯著提高了寬厚板成材率。

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